ピザは多くの人にとって、いわばソウルフードのような存在です。アメリカでは一人当たり年間約46切れ（約23kg）のピザが消費されるというのも、決して驚くべきことではありません。ピザは主に段ボール箱で販売されていますが、油やチーズの残留物が付着しているため、リサイクルが困難です。そこで、INLの研究者たちは、新たなアプローチでピザ箱のリサイクルという難題を克服することを目指しています。
アイダホ国立研究所（INL）の最近の研究は、物質分離技術を用いて段ボールの除染を行うことに焦点を当てている。この研究は、この問題に取り組むことで、ピザを食べる際の環境負荷を軽減するだけでなく、米兵への供給に関する懸念も軽減する。
ピザボックス実験の主任研究員であるアーロン・ウィルソン氏は、 「物質分離は、エネルギー産業や防衛産業における廃棄物削減に重要となるでしょう。具体的な分離を可能にするためには、まず物質分離の全体的な概念を実証する必要があり、今回の研究はそれを達成しました」と述べています。
この取り組みは、DARPAのReSourceプログラムの一環であり、戦闘員の廃棄物、特にプラスチックを貴重な資源に変え、供給の脆弱性を軽減することを目的としている。敵の攻撃に対するサプライチェーンの脆弱性は、軍事ロジスティクスにおいて重要な要素である。こうした問題を解決するため、軍事基地は廃棄物を燃料などの利用可能な資源に転換する可能性がある。
戦場の部隊への物資の配達は、補給物資の輸送も前線同様に敵の攻撃に対して脆弱であるため、人員を危険にさらすことになる。軍事施設では、ゴミを燃料などの利用可能な資源に変換することで、こうした脅威を軽減できる可能性がある。
ウィルソン氏と彼の同僚は、戦闘員の廃棄物の取り組みを成功させるために、より大規模な分別アプローチを実証することに着手した。
ハイライト: ピザボックス実験
ウィルソン氏とそのチームは、ピザ箱を使った実験で、汚染された段ボールを除去するためにジメチルエーテル（DME）を使用した。これは環境に優しい化学物質である。
- 実験 装置は2つの垂直ステンレス鋼反応炉から構成される1 つは溶媒を使用して固体から液体を抽出するためのもので、もう 1 つは液体から溶媒を分離するためのものです。
- チームは、洗浄する物品を積み込んだ後、最初の反応器に溶剤を追加します。
- 次に、溶剤を段ボール箱と混ぜて化学反応を起こし、段ボールから不純物を取り除き、きれいな状態にして再利用できるようにします。
- 時 段ボールは洗浄済みです。 溶媒は下部の反応器に排出されます。
- チームは真空を利用して DME 溶剤を反応器から抽出し、それを貯蔵タンクに送り込むか、最初のシリンダーに戻してさらに材料を洗浄します。
ウィルソン氏はさらに、「反応器プロセスを用いることで、汚染物質を別々の画分に抽出することができました。油分が主体の画分、水が主体の画分、そして乾燥した固形分が主体の画分が得られました」と強調した。
環境への負荷を軽減するため、スタートアップ企業は電気自動車用のリチウムを環境に優しい方法で採掘することに注力している。
なぜ DME 抽出なのか?
DME抽出技術は、一般的な水洗浄法に比べて大きな利点があります。この技術は閉ループで動作し、DME溶液を再利用して新たな廃棄物を洗浄します。また、あらゆる規模に対応可能です。
ウィルソン氏によると、水洗いは、ゴミを食器洗い機に浸し、かなりのエネルギーをかけて乾燥させるのと同じようなものだという。この処理方法では、さまざまな汚染物質を含む大量の廃水が発生する。
ピザディナーから戦場へ：次は何？
INL の研究者らがピザの箱のリサイクルの課題を解決し、その成功により軍事廃棄物の再利用を含むより幅広い用途への可能性が開かれました。
DARPAプロジェクトの主任研究員であるジェフ・レイシー氏によると、 「この技術が高度に汚染されたピザの箱にも有効であることが分かったことで、戦場での使用におけるシステムの有効性が検証された。今後の最大の課題は、システムの軽量化だ」とのことだ。
「INLはこのピザの箱の事例研究から始めました。なぜなら、ほとんどの人が食品廃棄物の適切なリサイクルに関心を持っているからです。しかし、最終的には、この研究は国家安全保障やネットゼロの未来に向けて、非常に多くの応用可能性を秘めています」とジェフは付け加えた。
さらに、溶媒抽出技術は、ピザ箱のリサイクルに加えて、電池の効率的なリサイクルにも応用できる可能性を秘めている。液体の中間体を固体から分離し、廃棄物抽出材料を再利用することで、持続可能な循環型経済に貢献できる。
